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《球面坐标定位校正鱼眼图片并合成全景图的方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第13卷第3期云南民族大学学报(自然科学版)Vol.13,No.32004年7月JournalofYunnanNationalitiesUniversity(NaturalSciencesEdition)Jul.2004*球面坐标定位校正鱼眼图片并合成全景图的方法陈明伟,徐丹(云南大学信息学院,云南昆明650091)摘要鱼眼图片相对于普通图片来说具有更宽广的视域,使用2~4张鱼眼图片即可覆盖水平和垂直方向360度的场景.然而鱼眼图片中的场景呈现扭曲现象,因而不能直接使用一般的拼接方式合成全景图.笔者先使用一种鱼眼图片扭曲校正的方法并与相位相关度方法结合获取图像间偏移量的初值,然后迭代
2、求解图像间亮度差的最小平方和函数,来求精图像间的偏移量以及图像扭曲校正参数.关键词扭曲校正;相位相关度;最小平方和函数;全景合成=中图分类号>TN911173=文献标识码>A=文章编号>1672)8513(2004)03-0214-04取中心和半径对图像轮廓重新调整,如图2所示.0引言如果鱼眼图片的行和列不相等,即鱼眼图片不全景拼图(PanoramaMosaic)是一种应用较广的是标准圆,而是椭圆,则需要乘以公式(1)变换为标基于图像的绘制技术(ImageBasedRendering).使用准圆,其中(u,v)是鱼眼图片的中心点,B为鱼眼图这种技术,可以把围绕相机光心旋转拍摄的一系列
3、像行和列的比值,如图3所示:照片合成为新的具有更宽广视域的全景图.使用2~10-u4张鱼眼图片即可构建球形全景图,但是由于使用的K-1=0B-Bv(1)是鱼眼镜头,全方位光线投射的方式使得鱼眼图片001中的场景呈现扭曲现象,无法直接使用拼接普通图片的方式求取图片间的偏移量(偏移量:图像间的位移,使得两幅图的重叠区域能够完全重合).[1]我们先使用文献中关于鱼眼图片坐标定位的方法,对扭曲的图像作一个粗略的校正,把扭曲的鱼眼图片恢复为普通照片的四方形状,降低图像的扭曲程度,然后对粗略校正过的图像使用相位相关度图1鱼眼图片图2图片轮廓方法,求取相邻图像间的偏移量,最后把前面求取的偏移量作为
4、最小差异平方和函数的旋转初值,迭代求解该方程以求出图像间的偏移量和鱼眼图像扭曲校正参数.1鱼眼图片的粗略校正111图片中心点求取和标准圆变换鱼眼图片的投射生成方式与普通照片的平行投图3由于相机和鱼眼镜头的偏差,我们得到的鱼眼图片可能是一个椭圆,上图为校正图例射生成方式不同,是鱼眼镜头对场景作全方位投射,因而会呈现不同程度的扭曲现象(见图1).为了提取112鱼眼图片的粗略扭曲校正鱼眼图片的轮廓,我们先设定一个阈值(如灰度值20在对鱼眼图像求取中心点和进行形状校正之~40),把鱼眼图片的粗略轮廓勾勒出来,然后求取[1]后,我们使用文献中鱼眼图像坐标定位的方法,把轮廓里图像的重心作为鱼眼图
5、像的中心,再根据轮扭曲的鱼眼图像投射为普通照片的四方形状,也即廓和图像中心坐标求取鱼眼图像的半径,最后由求通过投射降低图像的扭曲程度如图4表示:*收稿日期:2004-03-04基金项目:省院省校科技合作项目(2001JAALA02A022);云南省自然科学基金资助项目(2000YP20);云南省科技攻关重点资助项目(2002GG15)作者简介:陈明伟(1977~),男,云南建水,硕士研究生,主要从事基于图像的绘制技术的学习和研究.第3期陈明伟,等:球面坐标定位校正鱼眼图片并合成全景图的方法215部分中对偏移量求精.相位相关度方法在求取普通图片间的偏移量时具有良好的效果,然而粗略校正过
6、的鱼眼图片还存在一定程度的扭曲现象,这影响了使用这种方法所求取的偏移量的精度,所以我们只是使用它来求取偏移量的粗略值.相位相关度的主要思想是:相邻两幅图像的像素值f1和f2,存在着:f2(x,y)=f1(x-x0,y-y0),x0,y0是图像之间的偏移量.设f(x,y)的傅立叶变换为F(u,v),根据傅立叶变换的性质有:图4鱼眼图片定位图-j2P(ux-vy)f(x-x0,y-y0)ZF(u,v)00(3)鱼眼图片中扭曲的场(Z表示函数和其傅立叶变换的对应性)景可以用图4中的经度来两幅图像在傅立叶变换域上的偏移定义为:表示,即每一条经度上的不F1(u,v)@F*2(u,v)j2P(u
7、x+vy)=e00(4)同象素在扭曲校正过的图
8、F1(u,v)
9、@
10、F2(u,v)
11、像中具有相同的列坐标值,其中F*2(u,v)是f2(x,y)傅立叶变换的共轭如图中h和k点在无扭曲函数.对上式右边作反向傅立叶变换,并寻找变换后的场景中具有相同的x坐图5校正效果图具有实部最大值的像素点,该像素点坐标就是所求标.经度越大的经线,其扭的x和y方向的偏移量.曲程度越大.对于图片垂直方向上任意一点象素坐212简化偏移量初值求取过程标yi,从球面的左边界到右边界的角
